(57)【要約】  マイクロミキサーは、第１流路形成部と第２流路形成部とを有する混合プレート１４を備えている。第１流路形成部には、第１流体が流れる第１流路が形成され、第２流路形成部には、第２流体が流れる第２流路が形成されている。第１流路形成部と第２流路形成部との間には、第１流体及び第２流体が合流する合流路が設けられている。合流路を介して、第１流路の出口と第２流路の出口とが対向している。合流路の中心軸に面する第１流路の出口の位置は、中心軸に面する第２流路の出口の位置に含まれるか若しくは同一である。
2012002249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二種類以上の流体の混合に用いられるマイクロミキサーであって、前記マイクロミキサーは、第１流路形成部と第２流路形成部とを有する混合プレートを備え、前記第１流路形成部には、第１流体が流れる第１流路が形成され、前記第２流路形成部には、第２流体が流れる第２流路が形成されているマイクロミキサーにおいて、
第１流路形成部と第２流路形成部との間には、前記第１流体及び前記第２流体が合流する合流路が設けられ、前記合流路を介して、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが対向し、前記合流路の中心軸に面する前記第１流路の出口の位置は、前記中心軸に面する前記第２流路の出口の位置に含まれるか又は同一であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口の断面中心軸は、前記第２流路の出口の断面中心軸と同一であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項３】
請求項１又は２記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口面は、前記第２流路の出口面と平行であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、前記第２流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが１対１の関係で対向していることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記合流路は長尺状に形成され、前記合流路を形成する一対の対向する側面のうち、一方の側面には、複数の第１流路の出口が前記合流路の長手方向に沿って並んでおり、他方の側面には、複数の第２流路の出口が前記合流路の長手方向に沿って並んでいることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロミキサーは、更に、
前記混合プレートに積層される温度調節プレートを備え、
前記温度調節プレートは、第１媒体が流れる第１媒体流路と、第２媒体が流れる第２媒体流路と、前記第１媒体流路及び前記第２媒体流路間に設けられた断熱部とを有し、
前記混合プレート及び前記温度調節プレートが積層された状態で、前記第１流路形成部と前記第１媒体流路とが積層方向に対応するように配置され、前記第２流路形成部と前記第２媒体流路とが積層方向に対応するように配置されていることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路及び前記第２流路では、出口の断面積が入口の断面積よりも小さいことを特徴とするマイクロミキサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロミキサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも二種類以上の流体を混合するため、各種静止ミキサーが提案されている。静止ミキサーは、化学反応や晶析等による微粒子製造に用いられる。なかでも、混合する流体をマイクロ流路内に供給するマイクロミキサーが注目されている。【０００３】
マイクロミキサーは、流路幅が１０μｍから１０００μｍ程度のマイクロ流路を有している。マイクロミキサーでは、少なくとも二種類以上の流体が、マイクロ流路により微小な流れに分割された後に混合される。マイクロミキサー内では、流体が微小な流れに分割されて、流体の拡散距離が短くなる。これにより、流体の混合速度が速くなる。よって、従来の静止ミキサーよりも短時間で効率的に流体を混合することができる。【０００４】
マイクロミキサーの構造として、例えば、Ｙ字型の流路を有するミキサーが知られている。この種のミキサーでは、第１流体を流す流路と第２流体を流す流路とが鋭角、即ちＹ字をなすように交差して、１本の合流路が形成されている。各流路にそれぞれ供給された流体は、流路の交差部にて層流の状態で合流する。その後、各流体は、相互に拡散して混合される。【０００５】
特許文献１は、積層型マイクロミキサーを開示している。この文献に開示の積層型マイクロミキサーは、混合対象である反応物Ａが流れる微細チャンネルが形成されたプレートと、反応物Ｂが流れる微細チャンネルが形成されたプレートとを備えている。各微細チャンネルは、プレートの上面からみて鋭角をなすように交差している。各流体は、混合／反応室の入口にて合流する。【０００６】
上述したように、流路をＹ字型に配置したミキサーや、微細チャネルを鋭角に配置したミキサーでは、各流体が層流の状態で混合される。このため、上記の各種ミキサーは、低粘度流体の混合には適している。しかしながら、高粘度流体同士の混合や、粘度差の大きい流体同士の混合の場合、流体の接触面積や流体内でのせん断力が減少し、混合効率が低下する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平９−５１２７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、高粘度流体又は異粘度流体を効率良く混合することのできるマイクロミキサー及び流体混合構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第一の態様によれば、二種類以上の流体の混合に用いられるマイクロミキサーが提供される。マイクロミキサーは、第１流路形成部と第２流路形成部とを有する混合プレートを備えている。第１流路形成部には、第１流体が流れる第１流路が形成され、第２流路形成部には、第２流体が流れる第２流路が形成されている。第１流路形成部と第２流路形成部との間には、第１流体及び第２流体が合流する合流路が設けられている。合流路を介して、第１流路の出口と第２流路の出口とが対向し、合流路の中心軸に面する第１流路の出口の位置は、中心軸に面する第２流路の出口の位置に含まれるか又は同一である。【００１０】
この構成によれば、第１流路から送出される第１流体の流れの方向は、第２流路から送出される第２流体の流れの方向と反対方向であり、かつ合流路の軸線に対し対称となる。このため、各流体は、合流路にて正面から衝突する。これにより、各流体の接触面積が大きくなり、衝突位置付近でせん断力が発生する。よって、高粘度流体又は異粘度流体を効率良く混合することができる。【００１１】
上記のマイクロミキサーにおいて、第１流路の出口の断面中心軸は、第２流路の出口の断面中心軸と同一であることが好ましい。【００１２】
この構成によれば、第１及び第２流路の各出口から送出された流体同士が正面から衝突するため、高粘度流体又は異粘度流体を効率良く混合することができる。【００１３】
上記のマイクロミキサーにおいて、第１流路の出口面は、第２流路の出口面と平行であることが好ましい。【００１４】
この構成によれば、第１流路からの第１流体の流れの方向は、第２流路からの第２流体の流れの方向と平行であり、かつ逆方向となる。このため、各流体の接触面積が大きくなり、高粘度流体又は異粘度流体を効率良く混合することができる。【００１５】
上記のマイクロミキサーにおいて、第１流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、第２流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、第１流路の出口と第２流路の出口とが１対１の関係で対向していることが好ましい。【００１６】
この構成によれば、各流体をそれぞれ複数の微小な流れに分割し、更に分割された微小な流れを１対１の関係で衝突させることができる。このため、各流体の接触面積が大きくなり、混合速度が高められる。【００１７】
上記のマイクロミキサーにおいて、合流路は長尺状に形成され、合流路を形成する一対の対向する側面のうち、一方の側面には、複数の第１流路の出口が合流路の長手方向に沿って並んでおり、他方の側面には、複数の第２流路の出口が合流路の長手方向に沿って並んでいることが好ましい。【００１８】
この構成によれば、流路の出口間の距離を変更せずに、合流路の長さを調節するか又は流路の数を増やすことにより、マイクロミキサーの処理量が向上する。従って、流体の衝突効果を低減させずに処理量を向上させることができる。【００１９】
上記のマイクロミキサーにおいて、混合プレートに積層される温度調節プレートを備え、温度調節プレートは、第１媒体が流れる第１媒体流路と、第２媒体が流れる第２媒体流路と、第１媒体流路及び第２媒体流路間に設けられた断熱部とを有し、混合プレート及び温度調節プレートが積層された状態で、第１流路形成部と第１媒体流路とが積層方向に対応するように配置され、第２流路形成部と第２媒体流路とが積層方向に対応するように配置されていることが好ましい。【００２０】
この構成によれば、第１媒体は第１流体のみに作用し、第２媒体は第２流体のみに作用することができる。また、第１及び第２媒体流路形成部間の断熱部により、第１媒体と第２媒体との間の熱伝導が抑制されるため、温度を精度良く調節することができる。【００２１】
上記のマイクロミキサーにおいて、第１流路及び第２流路では、出口の断面積が入口の断面積よりも小さいことが好ましい。【００２２】
この構成によれば、合流路から送出される流体の流速を高めることで、各流体の混合効率がより一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態のマイクロミキサーの概略図。
【図２】積層体の分解斜視図。
【図３】混合プレートの斜視図。
【図４】混合プレートの平面図。
【図５】温調プレートの斜視図。
【図６】積層体の斜視図。
【図７】別例の混合プレートの斜視図。
【図８】別例の混合プレートの斜視図。
【図９】別例の混合プレートの平面図。
【図１０】別例の混合プレートの平面図。
【図１１】別例の混合プレートの平面図。
【図１２】別例の混合プレートの平面図。
【図１３】別例の混合プレートの平面図。
【図１４】別例の混合プレートの平面図。
【図１５】別例の温調プレートの平面図。
【図１６】別例の混合プレートの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のマイクロミキサーを具体化した一実施形態について図１〜図６に従って説明する。
【００２５】
図１に示すように、マイクロミキサー１は、中空状のケースＣを有している。ケースＣ内には、各種微細流路が形成された積層体１１が固定されている。積層体１１は、混合対象物又は反応対象物である第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２と、第１熱媒Ｈ１（第１媒体）及び第２熱媒Ｈ２（第２媒体）とが流れる流路を有している。第１熱媒Ｈ１及び第２熱媒Ｈ２は、流体Ｆ１，Ｆ２とそれぞれ熱交換を行う。
【００２６】
ケースＣの左端Ｃ１には、第１流体Ｆ１をケースＣ内に供給する第１流体供給部４Ａが設けられている。ケースＣの右端Ｃ２には、第２流体Ｆ２をケースＣ内に供給する第２流体供給部４Ｂが設けられている。以下、各流体供給部４Ａ，４Ｂを区別しないで説明する場合は、単に、流体供給部４として説明する。
【００２７】
流体供給部４は、ケースＣの端部に形成された開口部２と、開口部２に連結されたコネクタ３とを有している。コネクタ３は、各流体Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ貯留するタンクに接続されている。また、コネクタ３は、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構にも接続されている。各流体Ｆ１，Ｆ２は、圧送機構により加圧された状態で、コネクタ３に向けてそれぞれ圧送される。ケースＣの両端には、開口部２がそれぞれ設けられている。ケースＣの各開口部２と、ケースＣ内の積層体１１の各側面１１ａ，１１ｂとの間には、空間が設けられている。この空間は、圧送機構から送出された各流体Ｆ１，Ｆ２を一時貯留するための貯留部Ｓ１，Ｓ２として機能する。
【００２８】
ケースＣの上端Ｃ３には、熱媒供給部７Ａ，７Ｂが形成されている。各熱媒Ｈ１は、熱媒供給部７Ａを通じてケースＣ内に供給され、各熱媒Ｈ２は、熱媒供給部７Ｂを通じてケースＣ内に供給される。熱媒供給部７Ａ，７Ｂは、流体供給部４と同様に、開口部５Ａ，５Ｂ、コネクタ６Ａ，６Ｂをそれぞれ有している。ケースＣの下端Ｃ４には、熱媒送出部７Ｃ，７Ｄが形成されている。各熱媒供給部７Ａ，７Ｂに供給された熱媒Ｈ１，Ｈ２は、積層体１１内の流路を通過してから、各熱媒送出部７Ｃ，７ＤよりケースＣ外部へとそれぞれ送出される。熱媒送出部７Ｃ，７Ｄは、流体供給部４と同様に、開口部５Ｃ，５Ｄ、コネクタ６Ｃ，６Ｄをそれぞれ有している。
【００２９】
ケースＣの下端Ｃ４には、送出部１０が設けられている。積層体１１内で混合又は反応した各流体Ｆ１，Ｆ２の混合液Ｆ３（又は反応液）は、送出部１０を通じてケースＣ外へと送出される。送出部１０は、開口部８と、開口部８に連結されたコネクタ９とを有している。
【００３０】
即ち、各流体Ｆ１，Ｆ２は、各流体供給部４Ａ，４ＢからケースＣ内部に供給されると、積層体１１の微細流路において混合又は反応される。ここで、各流体Ｆ１，Ｆ２が微細流路で混合されるため、各流体Ｆ１，Ｆ２の拡散距離は短くなる。これにより、各流体Ｆ１，Ｆ２の混合速度が大きくなり、所望量の各流体Ｆ１，Ｆ２が効率良く混合される。各流体Ｆ１，Ｆ２は、混合されて混合液Ｆ３（又は反応液）となり、送出部１０からケースＣ外へと送出される。尚、マイクロミキサー１のケースＣや各流体供給部４Ａ，４Ｂ、送出部１０の位置等は、上記の構成に限定されず、必要に応じて変更してもよい。
【００３１】
次に、積層体１１について図２を参照して説明する。
【００３２】
図２に示すように、積層体１１は、長方形状の一対のカバープレートＰ１，Ｐ２と、複数のプレートからなるプレート群１２とを備えている。プレート群１２は、両カバープレートＰ１，Ｐ２間に設けられている。プレート群１２は、３枚の温調プレート１３と、２枚の混合プレート１４とを備えている。プレート群１２は、温調プレート１３及び混合プレート１４を積層して構成されている。温調プレート１３が、プレート群１２の最上層と最下層とを構成し、混合プレート１４が、温調プレート１３間に挟まれた状態で積層されている。
【００３３】
各カバープレートＰ１，Ｐ２、各温調プレート１３及び各混合プレート１４の外形はいずれも、同じ長方形を有している。各カバープレートＰ１，Ｐ２、温調プレート１３及び混合プレート１４は、例えば、金属材、樹脂、ガラス、セラミックス等により形成されている。これらの材料を用いて各プレート１３，１４，Ｐ１，Ｐ２を形成すれば、流路を形成するための加工が容易となり、液漏れ等が生じ難く密着した状態で各プレートを互いに固定することができる。各プレート１３，１４，Ｐ１，Ｐ２を、同じ材料により形成してもよく、又は、異なる材料により形成してもよい。例えば、各プレート１３，１４，Ｐ２，Ｐ２をステンレス鋼から形成し、拡散結合により密着した状態で各プレートを固定してもよい。各プレート１３，１４，Ｐ２，Ｐ２の加工方法として、例えば、射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプリカ法、切削、エッチング、フォトリソグラフィー、レーザーアプレーション等が挙げられる。
【００３４】
次に、混合プレート１４について図３及び図４に従って詳述する。
【００３５】
図３に示すように、混合プレート１４は、一対のプレートからなる。混合プレート１４は、第１流路形成部１４Ａと第２流路形成部１４Ｂとを有している。第１及び第２流路形成部１４Ａ，１４Ｂはいずれも矩形で、且つ板状に形成されている。第１流路形成部１４Ａの上面１４ａにおいて短手方向（図中Ｙ方向）の中央には、３本の第１流路１５が形成されている。各第１流路１５は、等間隔で配置されている。各第１流路１５は、第１流路形成部１４Ａの左側端１４ｂから右側端１４ｃにまで延びる溝状に形成されている。各第１流路１５は、第１流路形成部１４Ａの左側端１４ｂ、右側端１４ｃ及び上面１４ａにおいて開口している。第１流路形成部１４Ａの左側端１４ｂの開口は第１流路１５の入口１５ａを形成し、第１流路形成部１４Ａの右側端１４ｃの開口は第１流路１５の出口１５ｂを形成する。入口１５ａは、第１流体Ｆ１が供給される第１流体供給部４Ａに連通している。
【００３６】
第１流路１５は、流路幅の大きい幅広部１６と、流路幅の小さい幅狭部１７と、テーパ部１８とを有している。テーパ部１８の流路幅は、幅広部１６から幅狭部１７にかけて緩やかに小さくなる。
【００３７】
流体の流れる方向と直交する幅広部１６の断面は矩形状をなしている。幅広部１６は、第１流路形成部１４Ａの左側端１４ｂから右側端１４ｃ付近にまで延びている。幅広部１６の幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置の強度を確保するため、例えば、幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲に設定することが好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲に設定することがより好ましい。即ち、幅広部１６は、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じ難く、流路を迅速に加熱・冷却可能であり、生産性が向上するように設計されていればよい。
【００３８】
幅狭部１７の断面も矩形状をなしている。幅狭部１７は、第１流路形成部１４Ａの右側端１４ｃ付近から右側端１４ｃにまで延びている。幅狭部１７は、少なくとも幅広部１６の断面積よりも小さい断面積を有している。幅狭部１７は、例えば、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲に設定することが好ましく、幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲に設定することがより好ましい。即ち、幅狭部１７は、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じ難く、流路を迅速に加熱・冷却可能であり、生産性が向上するように設計されていればよい。
【００３９】
第１流路形成部１４Ａと第２流路形成部１４Ｂとの間には、合流路１９が設けられている。合流路１９は、所定幅の空間からなる。図３に示すように、合流路１９では、底面及び上面が開口し、混合プレート１４の前面１４ｇ及び背面１４ｈにおいて開口している。混合プレート１４の前面１４ｇにて開口する開口部１９ｃは、合流路１９の出口であって、送出部１０に連通されている。混合プレート１４の背面１４ｈにて開口する開口部１９ｂは、ケースＣ又はその他の部材によって閉塞されている。合流路１９を形成する一対の側面は、第１及び第２流路形成部１４Ａ，１４Ｂによってそれぞれ構成されている。合流路１９は、平面視で長方形をなす長尺状の流路として形成されている。合流路１９の長手方向は、混合プレート１４の短手方向と平行である。
【００４０】
第２流路形成部１４Ｂは、第２流体Ｆ２が流れる第２流路２０を有している。第２流路形成部１４Ｂは、合流路１９に対して第１流路形成部１４Ａと対称である。即ち、第２流路形成部１４Ｂの上面１４ｄにおいて短手方向の中央には、３本の第２流路２０が形成されている。各第２流路２０は、等間隔で配置されている。各第２流路２０は、第２流路形成部１４Ｂの左側端１４ｅ、右側端１４ｆ及び上面１４ｄ及び底面において開口している。第２流路形成部１４Ｂの左側端１４ｅの開口は第２流路２０の出口２０ｂを形成し、第２流路形成部１４Ｂの右側端１４ｆの開口は第２流路２０の入口２０ａを形成する。入口２０ａは、第２流体Ｆ２が供給される第２流体供給部４Ｂに連通している。
【００４１】
第２流路２０は、幅広部２１と、幅狭部２２と、幅広部２１及び幅狭部２２間に設けられたテーパ部２３とを有している。幅広部２１は、第１流路形成部１４Ａの幅広部１６と同じ形状及び同じ流路幅を有している。幅広部２１は、第２流路形成部１４Ｂの右側端１４ｆから左側端１４ｅ付近にまで延びている。幅狭部２２も、第１流路形成部１４Ａの幅狭部１７と同じ形状及び同じ流路幅を有している。幅狭部２２は、第２流路形成部１４Ｂの左側端１４ｅ付近から左側端１４ｅにまで延びている。
【００４２】
図４に示すように、第１及び第２流路形成部１４Ａ，１４Ｂは、第１流路１５の出口１５ｂと第２流路２０の出口２０ｂとを合流路１９を介して対向させるように配置されている。合流路１９の中心軸Ｘ１に面する出口１５ｂの位置は、中心軸Ｘ１に面する出口２０ｂの位置と同一である。出口１５ｂ，２０ｂの出口面は平行である。また、第１及び第２流路１５，２０の各出口１５ｂ，２０ｂの断面中心軸は、同一の中心軸Ｘ２である。第１流路１５の位置は、図４に示す左側ではなく、右側でもあってもよい。また、第２流路２０は、図４に示す右側ではなく、左側であってもよい。さらに、合流路１９を形成する一対の対向する側面のうち一方の側面には、３つの第１流路１５の出口１５ｂが形成され、他方の側面には、３つの第２流路２０の出口２０ｂが形成されている。各出口１５ｂ，２０ｂは、合流路１９の長手方向に沿って並んでそれぞれ配置されている。
【００４３】
第１及び第２流路１５，２０の入口１５ａ，２０ａより加圧されて供給された流体Ｆ１，Ｆ２は、各幅広部１６，２１を流れてから、各テーパ部１８，２３を介して、各幅狭部１７，２２へとそれぞれ流入する。幅狭部１７，２２に流入した各流体Ｆ１，Ｆ２は、入口１５ａ，２０ａに流入したときよりも速い流速で、出口１５ｂ，２０ｂから合流路１９へとそれぞれ流入する。このとき、中心軸Ｘ１に面する両出口１５ｂ，２０ｂの位置が同一であり、かつ１対１の関係で対向しているため、流体Ｆ１，Ｆ２は、出口１５ｂ，２０ｂからそれぞれ合流路１９に送出されると、互いに正面から衝突する。このため、各流体Ｆ１，Ｆ２が層流の状態で合流する場合に比べ、各流体Ｆ１，Ｆ２の接触面積が大きくなり、各流体Ｆ１，Ｆ２が効率よく混合される。また、各流体Ｆ１，Ｆ２同士を正面から衝突させることにより、各流体Ｆ１，Ｆ２中の流体要素は、第１流体Ｆ１の流れの方向と第２流体Ｆ２の流れの方向とからせん断力を受ける。このため、各流体Ｆ１，Ｆ２の混合速度が高められる。特に、流体Ｆ１，Ｆ２のうち少なくとも一方の流動性が低く高粘度流体である場合や、流体Ｆ１，Ｆ２の粘度差が大きい場合、特に効果を発揮することができる。
【００４４】
合流路１９の開口部１９ｂは閉塞されている。このため、各流体Ｆ１，Ｆ２は、衝突した後に、主液圧送機構の圧力により開口部１９ｃへと流れる。合流路１９にて発生する圧力損失、高粘度流体及び異粘度流体の安定した通流、混合力、装置的強度を考慮すると、合流路１９の幅、即ち、各出口１５ｂ，２０ｂの間の距離は、０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定することが好ましい。また、合流路１９の深さは、０．３ｍｍ以上に設定することが好ましい。合流路１９の幅は、各流体Ｆ１，Ｆ２の粘性と、目的とする混合度合等に応じて変更可能である。合流路１９の幅を短くすれば、圧力損失が比較的大きくなる一方で、各流体同士の衝突力が増大し、流体内のせん断力が高められる。合流路１９の幅を長くすれば、衝突力は弱くなるものの、圧力損失が低減される。
【００４５】
次に、温調プレート１３について図５に従って説明する。
【００４６】
温調プレート１３は、長方形状で、かつ板状に形成されている。温調プレート１３は、混合プレート１４とほぼ同じ大きさを有している。温調プレート１３の長手方向の中央には、断熱部３０が形成されている。断熱部３０は、積層された混合プレート１４により形成される合流路１９と重なるように配置されている。断熱部３０は、長尺状に形成されている。断熱部３０は、温調プレート１３をその前面１３ｃから奥行方向（図中Ｙ方向）に切り欠くことにより形成されている。断熱部３０は、温調プレート１３をその厚み方向（図中Ｚ方向）に貫通している。断熱部３０は、温調プレート１３の前面１３ｃに開口部３０ａを有している。断熱部３０の幅は、混合プレート１４の合流路１９の幅とほぼ同じである。
【００４７】
温調プレート１３において、断熱部３０に対して左側及び右側には、略長方形状の凹部２４がそれぞれ形成されている。温調プレート１３の上面１３ａには、流入路２６及び流出路２７が形成されている。流入路２６及び流出路２７はいずれも、溝状に形成されると共に、凹部２４にそれぞれ連通している。
【００４８】
凹部２４の底面には、長尺状の壁部２４ａ，２４ｂが形成されている。壁部２４ａ，２４ｂは、温調プレート１３の長手方向（図中Ｘ方向）に延びている。壁部２４ａ，２４ｂの先端と凹部２４の内壁面との間には、流路の一部を構成するための空間が設けられている。凹部２４の底面において、両壁部２４ａ，２４ｂ間には、長尺状をなす４本の壁部２５が形成されている。壁部２５の全長は、凹部２４の幅（図中Ｘ方向の長さ）よりも短い。壁部２５の両端と凹部２４の内壁面との間にも、流路の一部を構成するための空間が設けられている。各壁部２４ａ，２４ｂ，２５は、凹部２４内の空間を区画して、熱媒Ｈ１，Ｈ２が流れる流路を構成している。つまり、各壁部２４ａ，２４ｂ，２５は、熱媒Ｈ１，Ｈ２が流れる媒体流路としての熱媒流路３１を構成している。熱媒流路３１は、流入路２６及び流出路２７を含む。熱媒流路３１は、流入路２６より温調プレート１３の中央へ延びてから屈曲し、凹部２４の左側面２４ｃへと延びている。熱媒流路３１は、更に、左側面２４ｃの手前で屈曲し、凹部２４の右側面２４ｄへと延びている。熱媒流路３１は、更に、右側面２４ｄの手前で屈曲し、再び左側面２４ｃへと延びている。このように、熱媒流路３１は、凹部２４内で複数回屈曲してから流出路２７に至る。
【００４９】
温調プレート１３の左側の凹部２４には熱媒流路３１Ａが形成され、右側の凹部２４には熱媒流路３１Ｂが形成されている。熱媒流路３１Ａには熱媒Ｈ１が供給され、熱媒流路３１Ｂには熱媒Ｈ２が供給される。温調プレート１３の上方又は下方に混合プレート１４が積層されると、図４に示すように、第１流体Ｆ１が流れる第１流路１５の上方又は下方には、熱媒Ｈ１が流れる第１熱媒流路３１Ａが重なる。第２流体Ｆ２が流れる第２流路２０の上方又は下方には、熱媒Ｈ２が流れる第２熱媒流路３１Ｂが重なる。このため、第１熱媒Ｈ１と第１流体との間で熱交換が行われ、第２熱媒Ｈ２と第２流体との間で熱交換が行われる。
【００５０】
各熱媒流路３１Ａ，３１Ｂ周辺部での熱移動は、断熱部３０によって抑制されている。このため、温度差が大きい熱媒Ｈ１，Ｈ２を各熱媒流路３１Ａ，３１Ｂにそれぞれ供給しても、熱媒Ｈ１，Ｈ２の温度は、所望の温度より著しく低下することも、上昇することもない。このため、流路内の各流体Ｆ１，Ｆ２の温度が変化しやすいマイクロミキサー１においても、第１及び第２流体Ｆ１，Ｆ２の温度を精度良く調整することができる。つまり、流体Ｆ１，Ｆ２が所望の温度範囲より低下することを抑制できる。このため、各流路１５，２０や合流路１９が析出物によって閉塞されることはない。よって、微粒子製造において、晶析等による生産性の低下を防止することができる。
【００５１】
図６に示すように、３層の温調プレート１３及び２層の混合プレート１４を交互に積層すると、温調プレート１３の断熱部３０と混合プレート１４の合流路１９とが重なる。その結果、積層体１１には、積層方向の長さと同じ距離の深さを有する合流路３２が構成される。合流路３２の左側面には、６つの第１流路１５の出口１５ｂが設けられている。合流路３２の右側面にも、６つの第２流路２０の出口２０ｂが設けられている。各出口１５ｂは、各出口２０ｂとそれぞれ対向している。各温調プレート１３及び各混合プレート１４が互いに密着して結合した状態で、混合プレート１４の第１及び第２流路１５，２０の上面開口は、温調プレート１３の底面によって閉塞されている。また、温調プレート１３の各熱媒流路３１Ａ，３１Ｂの上面開口は、混合プレート１４の底面又はカバープレートＰ１の底面によって閉塞されている。
【００５２】
上記の積層体１１において、第１流体Ｆ１は、第１流体供給部４ＡからケースＣ内へ加圧した状態で供給される。第１流体Ｆ１は、貯留部Ｓ１に一時的に貯留された後、積層体１１の６つの第１流路１５に分割されて供給される。一方、第２流体Ｆ２は、第２流体供給部４ＢからケースＣ内へ加圧した状態で供給される。第２流体Ｆ２は、貯留部Ｓ２に一時的に貯留された後、積層体１１の６つの第２流路２０に分割されて供給される。
【００５３】
第１流体Ｆ１は、各第１流路１５の幅広部１６から幅狭部１７にかけて流速を高めながら、出口１５ｂより合流路１９へと送出される。一方、第２流体Ｆ２も、各第２流路２０の幅広部２１から幅狭部２２にかけて流速を高めながら、出口２０ｂより合流路１９へと送出される。各出口１５ｂから送出された第１流体Ｆ１の微小な流れは、各出口２０ｂから送出された第２流体Ｆ２の微小な流れと１対１の関係で正面から衝突する。このため、各流体Ｆ１，Ｆ２の微小な流れはそれらの衝突により混合されるため、全体としての混合速度がより一層高められる。６対の出口１５ｂ，２０ｂからそれぞれ送出された各流体Ｆ１，Ｆ２は、合流路１９内で乱流を生じながら混合した後、合流路３２の出口３２ａに向けて流れる。混合液Ｆ３は、出口３２ａから送出部１０に送られて、ケースＣ外へと送出される。
【００５４】
マイクロミキサー１において、混合対象の流体Ｆ１，Ｆ２の処理量を増加させるには、合流路３２の幅、即ち出口１５ｂ，２０ｂ間の距離を変えずに、合流路３２の長さを延長すればよい。或いは、合流路３２の幅を変えずに、合流路１９の側面に開口する流路１５，２０の数を増やすか、積層される混合プレート１４の数を増やせばよい。これらにより、合流路３２における混合効率を低下させずに、処理量が増大する。また、マイクロミキサー１では、合流路３２の容積が比較的大きく、圧力損失の増大による流路の閉塞を防ぐことができる。さらに、混合対象の流体の粘性に応じて、合流路３２の幅も適宜変更できる。よって、装置の設計に関する自由度が向上する。
【００５５】
ここで、マイクロミキサー１の利用例をそれぞれ説明する。
【００５６】
まず、樹脂合成実験の一例を説明する。第１流体Ｆ１として、粘度３ｍＰａ・ｓに調整したイソシアネート化合物を用い、第２流体Ｆ２として、粘度４ｍＰａ・ｓに調整したアクリレートを用いた。そして、プランジャポンプを用いて、第１及び第２流体Ｆ１，Ｆ２の流量を１００ｇ／ｍｉｎとし、第１及び第２流体Ｆ１，Ｆ２を合流路３２で衝突させて混合した。その後、マイクロミキサー１を連続的に使用して、合成反応を行った。その結果、反応率は９４％であった。
【００５７】
これに対し、従来の積層型マイクロミキサーを用いて同様に実験を行ったが、反応率は９０％であった。即ち、上記実施形態のマイクロミキサー１を用いれば、流体が効率良く混合されるため、反応率が向上する。
【００５８】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００５９】
（１）マイクロミキサー１の混合プレート１４は、第１流体Ｆ１が流れる第１流路１５が形成された第１流路形成部１４Ａと、第２流体Ｆ２が流れる第２流路２０が形成された第２流路形成部１４Ｂとを有している。第１及び第２流路１５，２０の各出口１５ｂ，２０ｂは、第１流体Ｆ１及び第２流体Ｆ２が合流する合流路１９を介して互いに対向している。合流路１９の中心軸Ｘ１に面する出口１５ｂの位置は、中心軸Ｘ１に面する出口２０ｂの位置と同一である。即ち、第１及び第２流路１５，２０の各出口１５ｂ，２０ｂの断面中心軸は、同一の中心軸Ｘ２である。このため、第１流路１５からの第１流体Ｆ１の流れの方向は、第２流路２０からの第２流体Ｆ２の流れの方向と反対方向であり、合流路１９の中心軸Ｘ１に対し対称である。このため、各流体Ｆ１，Ｆ２は、正面から衝突する。これにより、各流体Ｆ１，Ｆ２の接触面積が大きくなり、せん断力が発生する。よって、高粘度流体や異粘度流体を効率良く混合することができる。
【００６０】
（２）第１及び第２流路１５，２０の各出口１５ｂ，２０ｂの出口面は平行である。このため、第１流路１５からの第１流体Ｆ１の流れの方向は、第２流路２０からの第２流体Ｆ２の流れの方向と平行であり、かつ逆方向となる。これにより、各流体Ｆ１，Ｆ２が正面から衝突するため、各流体Ｆ１，Ｆ２の接触面積が大きくなり、大きなせん断力を発生させることができる。
【００６１】
（３）第１及び第２流路１５，２０の出口１５ｂ，２０ｂが、１対１の関係で互いに対向している。このため、流体Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ複数の微小な流れに分割し、更に分割された微小な流れを１対１の関係で衝突させて、混合することができる。よって、各流体Ｆ１，Ｆ２の混合効率がより一層高められる。
【００６２】
（４）長尺状の合流路１９を形成する一対の側面のうち、一方の側面には、３つの出口１５ｂが合流路１９の長手方向に沿って並び、他方の側面には、３つの出口２０ｂが合流路１９の長手方向に沿って並んでいる。このため、両出口１５ｂ，２０ｂ間の距離を変更せずに、合流路１９を延長するか又は両出口１５ｂ，２０ｂの数を増やすことにより、１枚の混合プレート１４当りの処理量が向上する。従って、混合効率を低下させずに、処理量が向上する。
【００６３】
（５）マイクロミキサー１は、混合プレート１４上に積層される温調プレート１３を備えている。温調プレート１３は、第１熱媒Ｈ１が流れる第１熱媒流路３１Ａと、第２熱媒Ｈ２が流れる第２熱媒流路３１Ｂと、第１熱媒流路３１Ａ及び第２熱媒流路３１Ｂ間に設けられた断熱部３０とを有している。混合プレート１４及び温調プレート１３が積層された状態では、第１流路形成部１４Ａと第１熱媒流路３１Ａとが積層方向に対応するように配置され、第２流路形成部１４Ｂと第２熱媒流路３１Ｂとが積層方向に対応するように配置されている。このため、第１熱媒Ｈ１は第１流体Ｆ１のみに作用し、第２熱媒Ｈ２は第２流体Ｆ２のみに作用する。また、第１及び第２熱媒流路３１Ａ，３１Ｂ間には、断熱部３０が設けられている。このため、流路内の流体の温度が変化しやすいマイクロミキサー１において、第１及び第２熱媒Ｈ１，Ｈ２間の熱伝導が抑制されるため、温度を精度良く調節することができる。
【００６４】
（６）第１及び第２流路１５，２０の出口１５ｂ，２０ｂの各断面積は、入口１５ａ，２０ａの各断面積よりも小さい。このため、合流路１９に送出される各流体Ｆ１，Ｆ２の流速を高めることができる。よって、第１流路１５からの流体Ｆ１と第２流路２０からの流体Ｆ２との衝突力が大きくなり、大きなせん断力が得られる。
【００６５】
[実施例１]
マイクロミキサー１を用いて、異粘性流体実験を行った。第１及び第２流路１５，２０は、幅広部１６，２１を幅８ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３０ｍｍとし、幅狭部１７，２２を幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ１ｍｍとした。また、合流路１９及び断熱部３０を、幅２．０ｍｍ×深さ１．０×長さ１５ｍｍとした。１枚の混合プレート１４をカバープレートＰ１，Ｐ２で固定し、２枚の温調プレート１３を上下に積層してケースＣ内に収容した。プランジャポンプを用いて、粘度１ｍＰａ・ｓの水と粘度１００ｍＰａ・ｓの水飴とを１０ｇ／ｍｉｎの流速で流し、合流路１９で合流させた。
【００６６】
その結果、合流路３２での圧力損失が０．２ＭＰａ程度となり、各流体Ｆ１，Ｆ２を間欠なく、スムーズに流通させることができた。従って、実施例１のマイクロミキサー１では合流路３２の容量が大きいため圧力損失を低減できる、ことが判明した。
【００６７】
[比較例１]
従来のＹ型マイクロミキサーを用いて、異粘性流体実験を行った。Ｙ型マイクロミキサーに設けられた第１流体が流れる流路を、幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍとし、第２流体が流れる流路を、幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍとした。また、混合液が流れる流路を、幅０．８ｍｍ×深さ０．２×長さ１５ｍｍとした。流路を形成したプレートは、実施例１と同じ材質である。このため、流路壁面の粗さは、実施例１と同様である。また、実施例１と同様に、プランジャポンプを用いて、粘度１ｍＰａ・ｓの水と粘度１００ｍＰａ・ｓの水飴とを流した。その結果、混合液が流れる流路の圧力損失が１０ＭＰａ以上となり、低粘度である水に間欠的な流通がみられ、安定的な流通が困難であった。Ｙ字型ミキサーは、各流路を交差させて各流体を合流させるように設計されている。このため、粘度が異なる２種類の流体を各流路に流通させたとき、低粘度の流体の流速が大きくなる一方で、高粘度の流体の流速が小さくなる。このため、間欠的な流通が発生してしまう。
【００６８】
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００６９】
図７に示すように、混合プレート１４の前面１４ｇの中央に長尺状の切欠を形成し、合流路１９を形成してもよい。図８に示すように、第１実施形態の混合プレート１４の合流路１９の開口部１９ｂに、Ｔ字型の閉塞部材４２を連結してもよい。
【００７０】
図９に示すように、第１流路１５の入口（幅広部）の流路幅φ１を、第２流路２０の入口（幅広部）の流路幅φ２と異ならせてもよい。また、第１流路１５の出口（幅狭部）の流路幅φ３を、第２流路２０の出口（幅狭部）の流路幅φ４と異ならせてもよい。例えば、第１流体Ｆ１よりも高粘度の第２流体Ｆ２を第２流路２０に流す場合、第２流路２０の流路幅φ２を、第１流路１５の流路幅φ１よりも大きくしてもよい。ここでは、各流路の流路幅が異なると、各流路の断面積も異なる。また、第１流路１５の流路長Ｌ１を、第２流路２０の流路長Ｌ２と異ならせてもよい。
【００７１】
図１０に示すように、第１及び第２流路１５，２０の数をそれぞれ１本にしてもよい。或いは、第１及び第２流路１５，２０の数をそれぞれ２本又は４本以上にしてもよい。
【００７２】
図１１に示すように、混合プレート１４の背面１４ｈに最も近い第１流路１５と中央の第１流路１５との間隔ｄ１よりも、中央の第１流路１５と混合プレート１４の前面１４ｇに最も近い第１流路１５との間隔ｄ２を大きくしてもよい。
【００７３】
また、間欠的な通流が生じ易い流体を処理する場合、図１２に示すように、第１及び第２流路１５，２０は、混合プレート１４の長手方向に沿って直線状に延びていてもよい。第１及び第２流路１５，２０のいずれか一方のみを直線状にする等、一方の流路と他方の流路とを異なる形状に形成してもよい。
【００７４】
図１３に示すように、合流路１９を、幅広部１９ｅと、幅広部１９ｅより幅が小さい幅狭部１９ｆと、幅広部１９ｅ及び幅狭部１９ｆ間に設けられたテーパ部１９ｇとから構成してもよい。図１４に示すように、合流路１９の流路幅を、合流路１９の出口である開口部１９ｃに向けて緩やかに縮小させてもよい。
【００７５】
図１５に示すように、温調プレート１３の断熱部３０を挟む両側にそれぞれ、上面、背面１３ｂ及び前面１３ｃに開口した凹部４５を形成すると共に、凹部４５内に壁部４６を形成してもよい。壁部４６は、背面１３ｂから前面１３ｃにかけて温調プレート１３の短手方向に沿って延びている。この場合も、凹部４５内の空間が壁部４６により長尺状の複数の空間に区画されて、熱媒流路４７が構成されている。熱媒流路４７は、第１及び第２流路１５，２０と直交するように形成されている。このため、加熱効率又は冷却効率が向上する。
【００７６】
温調プレート１３の断熱部３０に断熱材を嵌合したり、断熱部３０を一体成したりしてもよい。
【００７７】
合流路１９の中心軸Ｘ１に面する第１流路１５の出口１５ｂの位置は、中心軸Ｘ１に面する第２流路２０の出口２０ｂの位置に含まれていてもよい。例えば、図１６に示すように、第２流路２０の出口２０ｂの幅Ｗ２を、第１流路１５の出口１５ｂの幅Ｗ１の２倍以上としてもよい。つまり、２つの第１流路１５から送出される第１流体Ｆ１を、１つの第２流路２０から送出される第２流体Ｆ２に衝突させてもよい。
【００７８】
混合プレート１４の第１及び第２流路１５，２０を、入口１５ａ，２０ａから延びる１本の流路と、その流路から分岐した複数の出口１５ｂ，２０ｂとを有する構成に変更してもよい。
【００７９】
温度調節が不要である場合は、混合プレート１４のみを積層してもよい。
【００８０】
１枚の混合プレート１４のみから、マイクロミキサー１を構成してもよい。
【図１】
2012002249.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年2月24日(2012.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二種類以上の流体の混合に用いられるマイクロミキサーであって、前記マイクロミキサーは、第１流路形成部と第２流路形成部とを有する混合プレートを備え、前記第１流路形成部には、第１流体が流れる第１流路が形成され、前記第２流路形成部には、第２流体が流れる第２流路が形成されているマイクロミキサーにおいて、
第１流路形成部と第２流路形成部との間には、前記第１流体及び前記第２流体が合流する合流路が設けられ、
前記合流路を介して、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが対向し、
前記合流路の中心軸に面する前記第１流路の出口の位置は、前記中心軸に面する前記第２流路の出口の位置に含まれるか又は同一であり、
前記合流路は、所定幅の空間からなり、かつ前記混合プレートの厚さと同じ距離の深さを有していることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口の断面中心軸は、前記第２流路の出口の断面中心軸と同一であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項３】
請求項１又は２記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口面は、前記第２流路の出口面と平行であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、前記第２流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが１対１の関係で対向していることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記合流路は長尺状に形成され、前記合流路を形成する一対の対向する側面のうち、一方の側面には、複数の第１流路の出口が前記合流路の長手方向に沿って並んでおり、他方の側面には、複数の第２流路の出口が前記合流路の長手方向に沿って並んでいることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記混合プレートは、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが対向する一対のプレートから構成され、かつ前記合流路の幅は、前記一対のプレート間の距離を調整することにより設定可能であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロミキサーは、更に、
前記混合プレートに積層される温度調節プレートを備え、
前記温度調節プレートは、第１媒体が流れる第１媒体流路と、第２媒体が流れる第２媒体流路と、前記第１媒体流路及び前記第２媒体流路間に設けられた断熱部とを有し、
前記混合プレート及び前記温度調節プレートが積層された状態で、前記第１流路形成部と前記第１媒体流路とが積層方向に対応するように配置され、前記第２流路形成部と前記第２媒体流路とが積層方向に対応するように配置されていることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路及び前記第２流路では、出口の断面積が入口の断面積よりも小さいことを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記断熱部は、所定幅の空間からなり、かつ前記温度調節プレートの厚さと同じ距離の深さを有し、
前記温度調節プレートの断熱部と前記混合プレートの合流路とが重なるように配置されることで、前記温度調節プレート及び前記混合プレートからなる積層体には、積層方向の長さと同じ距離の深さを有する合流部が構成されていることを特徴とするマイクロミキサー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第一の態様によれば、二種類以上の流体の混合に用いられるマイクロミキサーが提供される。マイクロミキサーは、第１流路形成部と第２流路形成部とを有する混合プレートを備えている。第１流路形成部には、第１流体が流れる第１流路が形成され、第２流路形成部には、第２流体が流れる第２流路が形成されている。第１流路形成部と第２流路形成部との間には、第１流体及び第２流体が合流する合流路が設けられている。合流路を介して、第１流路の出口と第２流路の出口とが対向し、合流路の中心軸に面する第１流路の出口の位置は、中心軸に面する第２流路の出口の位置に含まれるか又は同一である。また、合流路は、所定幅の空間からなり、混合プレートの厚さと同じ距離の深さを有している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記のマイクロミキサーにおいて、混合プレートは、第１流路の出口と第２流路の出口とが対向する一対のプレートから構成され、かつ合流路の幅は、一対のプレート間の距離を調整することにより設定可能であることが好ましい。
上記のマイクロミキサーにおいて、混合プレートに積層される温度調節プレートを備え、温度調節プレートは、第１媒体が流れる第１媒体流路と、第２媒体が流れる第２媒体流路と、第１媒体流路及び第２媒体流路間に設けられた断熱部とを有し、混合プレート及び温度調節プレートが積層された状態で、第１流路形成部と第１媒体流路とが積層方向に対応するように配置され、第２流路形成部と第２媒体流路とが積層方向に対応するように配置されていることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この構成によれば、合流路から送出される流体の流速を高めることで、各流体の混合効率がより一層向上する。
上記のマイクロミキサーにおいて、断熱部は、所定幅の空間からなり、かつ温度調節プレートの厚さと同じ距離の深さを有し、温度調節プレートの断熱部と混合プレートの合流路とが重なるように配置されることで、温度調節プレート及び混合プレートからなる積層体には、積層方向の長さと同じ距離の深さを有する合流部が構成されていることが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月15日(2012.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二種類以上の流体の混合に用いられるマイクロミキサーにおいて、
第１流路形成部と第２流路形成部とを有する混合プレートを備え、前記第１流路形成部には、第１流体が流れる第１流路が形成され、前記第２流路形成部には、第２流体が流れる第２流路が形成され、
第１流路形成部と第２流路形成部との間には、前記第１流体及び前記第２流体が合流する合流路が設けられ、
前記合流路を介して、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが対向し、前記合流路の中心軸に面する前記第１流路の出口の位置は、前記中心軸に面する前記第２流路の出口の位置に含まれるか又は同一であり、
前記混合プレートは、一対のプレートから構成され、前記合流路の幅は、前記一対のプレート間の距離を調整することにより設定されることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口の断面中心軸は、前記第２流路の出口の断面中心軸と同一であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項３】
請求項１又は２記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口面は、前記第２流路の出口面と平行であることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、前記第２流路の出口は複数の出口のうちの１つであり、前記第１流路の出口と前記第２流路の出口とが１対１の関係で対向していることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記合流路は長尺状に形成され、前記合流路を形成する一対の対向する側面のうち、一方の側面には、複数の第１流路の出口が前記合流路の長手方向に沿って並んでおり、他方の側面には、複数の第２流路の出口が前記合流路の長手方向に沿って並んでいることを特
徴とするマイクロミキサー。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロミキサーは、更に、
前記混合プレートに積層される温度調節プレートを備え、
前記温度調節プレートは、第１媒体が流れる第１媒体流路と、第２媒体が流れる第２媒体流路と、前記第１媒体流路及び前記第２媒体流路間に設けられた断熱部とを有し、
前記混合プレート及び前記温度調節プレートが積層された状態で、前記第１流路形成部と前記第１媒体流路とが積層方向に対応するように配置され、前記第２流路形成部と前記第２媒体流路とが積層方向に対応するように配置されていることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項７】
請求項６に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記断熱部は、所定幅の空間からなり、かつ前記温度調整プレートの厚さと同じ距離の深さを有し、
前記温度調整プレートの断熱部と前記混合プレートの合流路とが重なるように配置されることで、前記温度調整プレート及び前記混合プレートからなる積層体には、積層方向の長さと同じ距離の深さを有する合流部が構成されていることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のマイクロミキサーにおいて、
前記第１流路及び前記第２流路では、出口の断面積が入口の断面積よりも小さいことを特徴とするマイクロミキサー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第一の態様によれば、二種類以上の流体の混合に用いられるマイクロミキサーが提供される。マイクロミキサーは、第１流路形成部と第２流路形成部とを有する混合プレートを備えている。第１流路形成部には、第１流体が流れる第１流路が形成され、第２流路形成部には、第２流体が流れる第２流路が形成されている。第１流路形成部と第２流路形成部との間には、第１流体及び第２流体が合流する合流路が設けられている。合流路を介して、第１流路の出口と第２流路の出口とが対向し、合流路の中心軸に面する第１流路の出口の位置は、中心軸に面する第２流路の出口の位置に含まれるか又は同一である。また、上記のマイクロミキサーにおいて、混合プレートは、一対のプレートから構成され、合流路の幅は、一対のプレート間の距離を調整することにより設定される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記のマイクロミキサーにおいて、混合プレートに積層される温度調節プレートを備え、温度調節プレートは、第１媒体が流れる第１媒体流路と、第２媒体が流れる第２媒体流路と、第１媒体流路及び第２媒体流路間に設けられた断熱部とを有し、混合プレート及び温度調節プレートが積層された状態で、第１流路形成部と第１媒体流路とが積層方向に対応するように配置され、第２流路形成部と第２媒体流路とが積層方向に対応するように配置されていることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記のマイクロミキサーにおいて、断熱部は、所定幅の空間からなり、かつ温度調整プレートの厚さと同じ距離の深さを有し、温度調節プレートの断熱部と混合プレートの合流部とが重なるように配置されることで、温度調節プレート及び混合プレートからなる積層体には、積層方向の長さと同じ距離の深さを有する合流部が構成されていることが好ましい。
上記のマイクロミキサーにおいて、第１流路及び第２流路では、出口の断面積が入口の断面積よりも小さいことが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この構成によれば、合流路から送出される流体の流速を高めることで、各流体の混合効率がより一層向上する。
【国際調査報告】
2012002249.tif 000019
2012002249.tif 000020
2012002249.tif 000021
2012002249.tif 000022